成功克隆小麦抗赤霉病关键基因

何瑞锋

小麦赤霉病是由真菌镰刀菌引起的最具毁灭性的世界性小麦病害，堪称小麦“癌症”。小麦赤霉病的发生不仅导致严重的产量损失，还严重影响籽粒品质和食品安全，至今仍未得到有效解决。多年来，科学家一直在探索如何战胜小麦赤霉病的武器。

近日，南京农业大学教授马正强团队研究宣布发现了小麦中一个极为重要的抗赤霉病基因Fhb1，为进一步揭示小麦抗赤霉病的分子机制奠定了重要基础。Fhb1基因的克隆也将大大提高小麦抗赤霉病育种效率，为我国和世界小麦生产和食品安全提供保障。

該研究以我国长江中下游的抗病优异小麦品种“望水白”和“苏麦3号”为研究材料，通过图位克隆的方式，找到了抵抗小麦“癌症”的关键基因Fhb1。研究发现，该基因编码一个注释为富含组氨酸的钙离子结合蛋白（His）。植物His同源基因的编码产物氨基端（N-端）序列和整个蛋白结构高度保守;在六倍体普通小麦中，His基因的Fhb1变异赋予了小麦赤霉病抗性。

马正强团队分析了643份普通小麦品种中Fhb1基因对应染色体区段的遗传变异，发现Fhb1基因很可能起源于我国长江中下游地区，是我国特有的优异小麦基因资源。该区域历来是赤霉病流行和暴发的区域，强大的选择压提供了抗赤霉病自然突变被保留下来的条件。Fhb1基因不仅可以提高小麦对赤霉病的抗性，在其他植物中利用该基因也有可能提高抗病能力。

Fhb1小麦中目前已知的最重要抗赤霉病QTL，具有最强的抗扩展效应，还可降低籽粒中真菌毒素的积累。通过分子标记辅助选择的方法将Fhb1导入到来自江苏、山东、河南、四川等省的中感或高感赤霉病小麦品种中，抗赤霉病扩展能力的提高幅度能达到76%。